Inhibitory Effects of Chlorine Dioxide and a Commercial Chlorine Sanitizer Against Foodborne Pathogens on Lettuce

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양상추에 오염된 병원성 미생물에 대한 Chlorine Dioxide 및 상업적 Chlorine 살균소독제의 저해효과 평가

최미란․이선영^† 중앙대학교 식품영양학과

Inhibitory Effects of Chlorine Dioxide and a Commercial Chlorine Sanitizer Against Foodborne Pathogens on Lettuce

Mi-Ran Choi and Sun-Young Lee^†

Department of Food and Nutrition, Chung-Ang University

Abstract

This study compared the effects of chlorine dioxide and a commercial chlorine sanitizer for inhibiting foodborne pathogens, including Salmonella enterica serovar Typhimurium, Listeria monocytogenes, and Escherichia coli O157 : H7, on lettuce leaves. The lettuce samples were inoculated with each cocktail of the three strains, and were then treated with chemical sanitizers [distilled water, 100 ppm commercial chlorine and 50 ppm, 100 ppm, 200 ppm chlorine dioxide (ClO2)] for 1 min, 5 min, and 10 min at room temperature(22±2°C). Following inoculation of the leaves, initial popula- tions of E. coli O157:H7, L. monocytogenes, and S. Typhimurium were approximately 5.54, 4.47, and 5.12 log CFU/g, respectively these levels were not significantly reduced by the treatment with water,whereas the 100 ppm commercial chlorine sanitizer treatment and ClO2 (at all tested concentrations) were effective at reducing levels of all three pathogens. The treatment of 200 ppm ClO2 for 10 min was most effective at inhibiting the three pathogens, and reduction levels of E. coli O157 : H7, L. monocytogenes, and S. Typhimurium were 2.28, 1.95, 1.76 log, respectively. The in- hibitory effect of ClO2 increased with increasing treatment concentration of ClO2, but there was no significant difference by the treatment times. When chemically injured cells of E. coli O157 : H7 and L. monocytogenes and S. Typhimurium were examined by SPRAB and selective overlay methods, respectively, it was observed that the commercial chlorine sanitizer generated greater numbers of injured L. monocytogenes than the ClO2 treatment. From the overall results, ClO2

was more effective at inhibiting pathogenic bacteria compared to the commercial chlorine sanitizer therefore, it has potential to be utilized as an alternative sanitizer to increase the microbial safety of fresh produce.

Key words: chlorine dioxide, chemical chlorine sanitizer, foodborne pathogens, lettuce, injured cells

†Corresponding author: Sun-Young Lee, Department of Food and Nutrition, Chung-Ang University

Tel: 031-670-4587 Fax: 031-676-8741 E-mail: [email protected]

I. 서 론

병원성 미생물에 의한 식중독 발생은 생활수준이 높은 선진국에서 조차 계속해서 증가하는 추세에 있어 인간의 건강을 해칠 뿐 아니라 막대한 경제적인 손실을 야기하고 있다. 우리나라에서도 최근 5년 동안 식중독 통계를 보 면 매년 조금씩 증가하는 경향을 나타내고 있다(2003년:

7,909명, 2004년: 10,388명, 2005년: 5,711명, 2006년: 10,833 명, 2007년 10월: 9,124명 - 식품의약품안전청 2007). 이러

한 식중독 사고 중 과일과 야채와 같은 신선 농산물과 관 련된 식중독 사고도 다수 포함되어 있으며 또한 이러한 신선 농산물의 병원성 미생물과 관련된 식중독 사고는 최 근 건강과 신선 식품에 대한 소비자의 관심이 지속적으로 증가하면서 그 수가 더욱 증가되는 경향을 나타내고 있 다(Beuchat LR 등 2001). 실제로 미국의 경우 신선 농산 물과 관련된 식중독 사고는 1973～1987년에 비해 1988～

1992년에 그 수가 두 배로 증가되었고(Beuchat LR 1996), 국내에서도 발생한 식중독의 상당수가 생채소, 과일의 미 생물 오염 및 증식 혹은 조리종사자의 손이나 기구의 혼 용에 의한 생채소 음식의 교차오염에 의해 발생하는 것으 로 밝혀졌다(류경 2001, Park HO 등 2001). 과일 및 야채 와 같은 신선 농산물은 수확되어 소비되는 과정의 여러 단계에서 병원성 미생물을 포함한 다양한 미생물에 오염

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될 수 있다(Beuchat LR 등 2001). 다양한 종류의 병원성 미생물이 식중독을 야기할 수 있지만 이중 Shigella spp., Salmonella, Escherichia coli O157 : H7, Campylobacter spp., Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Yersinia entero- colitica, Bacillus cereus, Clostridium botulinum, viruses 등이 과일과 야채와 같은 신선 농산물과 관련하여 식중독 사고 및 국민의 건강상의 문제에 크게 상관성이 있는 것으로 보고되고 있다(Burnett SL와 Buechat LR 2001). 이러한 병 원성 및 부패 미생물은 과일과 야채에 여러 가지 원인에 의하여 오염될 수 있으며 그러한 오염 원인으로는 토양, 분변, 관계용수, 곤충, 가축을 포함한 동물, 사람의 취급 등이 있고 수확된 후 오염 원인으로는 분변, 사람의 취급, 수확 시 이용되는 기구, 이동 컨테이너, 먼지, 세척용수, 얼음, 가공 및 수송 시 이용되는 시설 등이 포함된다(Burnett SL와 Beuchat LR 2001). 이러한 여러 오염 경로를 통하 여 과일과 야채 등에 오염된 병원성 미생물은 과일과 야 채의 표면 및 상처 등의 틈에서 살아서 소비되기 전에 저 장기간 동안 식중독을 일으킬 수 있는 충분한 농도로 성 장할 수 있다(Beuchat LR 등 2001). 특히 비가열조리 신 선농산물은 가열단계가 없기 때문에 원재료의 위생상태 관리와 급식소 내에서의 병원성 미생물의 조리 후 다른 음식으로 전이를 막는 것이 매우 중요하다. 이에 전 세계 적으로 비가열조리 신선농산물의 살균소독제를 이용한 처 리를 권장하고 있다. 현재 미국 등 외국의 경우 신선 농 산물의 병원성 미생물에 대한 안전성 문제가 중요하게 인 식됨으로써 대부분의 신선 농산물을 무세척(no-rinse) 살균 소독제로 처리하도록 하고 있다. 이러한 무세척이고 식 품표면에 이용될 수 있는 살균소독제로 미국의 FDA에 허 가 받아 사용되고 있는 화합물로는 염소(chlorine), 이산화 염소․산화염소계 화합물, 요오드 화합물(Iodophors), 4급 암모늄 화합물, 산성 음이온 소독제, carboxylic acid sanitizers, peroxy acid compounds, 폐놀계 등이 있으며 미국 은 이러한 식품의 세척에 이용되는 세척제 및 살균소독 제에 대하여 자율표시제도를 운영하고 별도의 규정을 두 지 않고 있다. 이 중 chlorine dioxide(ClO2)는 식품산업에 서 표면을 소독하기 위한 실질적 목적을 가진 강력한 살 균소독제이다. Benarde MA 등(1965)은 ClO2가 chlorine보 다 약 3.5배의 소독효과를 가지고 있다고 보고했고, Lillard HS(1979)는 냉장 처리한 가금류를 사용했을 때 염소처리 보다 ClO2의 살균효과는 7배 강력한 것으로 보고하였다.

그러나 국내 학교급식소에서는 비가열조리 신선 농산물 의 전처리 과정에서 염소계소독제를 이용하고 있으며, 신 선 농산물의 소독 방법으로 유효염소농도 100 ppm에서 5 분간 침지하는 것을 권장하고 있다(교육인적자원부 2004).

하지만 기존의 여러 연구에서 야채나 과일 등의 신선 농 산물의 처리에 있어서 염소계 살균소독제의 한계를 보고 하고 있다. 특히, National Advisory Committee on Micro-

biological Criteria for Foods(NACMCF)에서는 새싹 채소 에 사용되는 종자에 calcium hypochlorine 20,000 ppm을 처리하여 병원성미생물을 5 log cycle 감소하였으나, 그 농도가 너무 높으며 20,000 ppm 이하의 농도에서는 병 원성 미생물의 수를 감소시키는데 만족할만한 효과를 나 타내지 않았다고 보고하였다. 이에 본 연구에서는 신선 농산물 중 양상추를 대상으로 각각 증류수, ClO2, 국내에 서 상업적으로 상용되고 있는 염소계소독제를 이용하여 살균소독을 실시했을 때 주요 병원성 미생물(E. coli O157 : H7, L. monocytogenes, Salmonella Typhimurium)에 대한 저해효과를 평가하였다. 또한 살균소독제를 처리했을 때 생성될 수 있는 injured cell은 죽지 않고 살아남아 저장 시 생육하여 식중독 사고를 일으킬 수 있는 잠재적인 요 소로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 각각의 살균소독 제의 처리 시 잠재적인 위해성을 가진 injured cell의 생성 에 대하여도 조사하였다.

II. 재료 및 방법 1. 사용균주

실험에는 각각3종의 S. Typhimurium, L. monocytogenes, E. coli O157 : H7를 이용하였다. E. coli O157 : H7(ATCC 35150, ATCC 43889, ATCC 43890), S. Typhimurium(ATCC 19585, ATCC 43174, ATCC 363755), L. monocytogenes (ATCC 19114, ATCC 19113, ATCC 7644)는 한국미생물 보존센터(Korean Culture Center of Microorganisms)에서 구입하였으며 각각의 균주는 Tryptic soy broth(TSB: Difco, Becton Dickinson, Sparks, MD, USA)에서 배양 및 계대 되어 사용되었다.

2. 실험재료 및 처리를 위한 미생물 접종

본 연구에 사용된 재료는 급식소에서 제공되는 식재료 중 신선 농산물의 주재료인 양상추를 대상으로 하였다. 실 험에 사용된 모든 양상추는 신선한 상태의 것을 안성시 소재 대형마트에서 실험 당일 구매하여 사용하였다. 각각 의 병원성 미생물을 양상추에 접종하기 위하여 다음과 같 은 방법을 사용하였다. 총 9종의 균주를 각각 5 mL TSB (Difco)를 이용하여 37˚C에서 24시간 동안 배양한 뒤 배 양액을 4˚C에서 4,000×g의 조건으로 20분간 원심분리하여 균체(cell pellet)만을 수거하였다. 분리된 균체를 5 mL buffered peptone water(Difco)에 푼 뒤, 각각 3종의 균주는 혼합되어 혼합배양액(culture cocktail)으로 만들어졌으며 각 각의 혼합배양액을 2 L 증류수에 잘 섞은 후 적당한 길 이로 썰어진 양상추 잎을 첨가하여 실온에서 5분간 방치 하였다. 접종된 양상추 잎은 clean bench에서 1～2시간 동 안 건조되었으며 건조 후 각각의 처리를 위하여 사용되 었다.

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3. 화학적 살균소독제 준비 및 처리

염소계 용액은 상업적으로 이용 가능한 염소계 살균소 독제 중에 푸드세프-플러스(㈜대성케미칼, 한국)을 선택하 여 실험에 이용하였다. 본 연구에서 사용된 염소계 살균 소독제 소독법의 경우 학교급식에서 사용하고 있는 학교 급식 위생관리 지침서(교육인적자원부 2004)에서 제시한 유효염소농도 100 ppm을 기준으로 하였고, 5 L의 증류 수에 상업적 염소계소독제 1정을 넣어 제조하였다. Chlo- rine dioxide(ClO2) 용액은 영천크리스티(한국)에서 생산된 8%의 ClO2를 이용하여 증류수에 희석하여 각각 50, 100, 200 ppm 농도로 제조 한 후 사용하였다. 각각의 살균소 독제는 살균력을 최대화하기 위하여 처리 바로 직전에 제 조하여 사용하였으며 사용 용액의 유효염소농도를 확인 하기 위하여 유효염소농도를 측정하는 기계(HI 95771 Chlo- rine Ultra HR ISM, HANNA instruments, Hungary)를 이 용하였다. 측정 결과 실험에 이용된 살균소독제의 유효 염소농도는 상업적 염소소독제는 94±3.49 ppm이었고, 50, 100, 200 ppm ClO2는 각각 65±3.39 ppm, 136±8.58 ppm, 252±10.95 ppm로 나타났다.

각각 준비된 살균소독제는 접종된 양상추의 처리를 위 하여 이용되었으며 증류수의 처리가 대조군으로 이용되었 다. 200 mL 증류수와 각각의 살균소독제 용액을 300 mL 비이커에 준비한 뒤 약 25 g의 양상추를 첨가하여 각각 1, 5, 10분 동안 처리하였다. 처리 후 양상추 잎은 clean bench에서 위와 동일한 방법으로 건조되었으며 각각의 생 존한 균수의 측정을 위해 사용되었다.

4. 시료준비 및 균수 측정

살아남은 균수의 측정을 위하여 처리된 양상추의 25 g 을 멸균백에 담은 뒤 50 mL의 buffered peptone water를 첨가하였다. 준비된 샘플을 stomacher(BagMixer® 400, Inter- science, France)로 2분간 균질화 하고 균질화된 시료는 멸균한 buffered peptone water을 사용하여 10배씩 희석되 었으며 희석 후 각각의 배지에 분주하여 계수되었다. 각 각의 미생물의 계수를 위한 배지로는 Sorbitol MacCon- key agar(SMAC: Difco), antimicrobic supplement(BactoTM Oxford antimicrobic supplement, Difco)를 첨가한 Oxford agar base(OAB: Difco), Xylose lysine desoxycholate agar (XLD: Difco)가 각각 E. coli O157 : H7, L. monocytogenes, S. Typhimurium를 위한 선택배지로써 이용되었다. 3종의 배지는 모두 37°C에서 24～48시간 동안 배양되었으며 배 양 뒤 생성된 colony 중 선택배지에서의 각각의 전형적인 colony 수를 측정하였다.

5. Injured cell을 포함한 균수 측정

처리 후에 생성된 각각의 injured cell을 포함한 생존 균

수를 측정하기 위해서 다음의 방법을 사용하였다. 먼저 E. coli O157 : H7는 Rhee MS 등(2003)의 연구방법을 참 고하여 1% sorbitol을 첨가한 Phenol red agar base(SPRAB;

Difco)을 이용해 위와 동일한 방법으로 균수를 측정하였 다. L. monocytogenes와 S. Typhimurium의 경우 Lee SY 과 Kang DH(2001)의 연구에서 사용된 over-lay agar method 가 실험에 이용되었으며 본 방법을 위하여 균질화되어 희 석된 샘플은 비선택배지인 Tryptic soy agar(TSA: Difco)에 분주되고 도말 되었으며 이 배지들은 injured cell의 회복 을 위하여 37°C incubator에서 약 3시간 배양된 뒤 멸균후 약 45°C로 식힌 각각의 선택배지로 overlay되었다. Overlay 된 배지를 굳힌 뒤 37°C에서 위와 동일하게 24～48시간 동안 배양된 뒤 전형적인 검은색 colony가 계수되었다.

6. 통계처리

모든 실험은 3반복으로 수행되었으며 관찰된 실험결과 는 SAS 통계 프로그램(version 9.1, SAS Institute, Cary, NC, USA)의 ANOVA procedure을 이용하여 분석되었다.

각각의 처리군이 통계적으로 유의적으로 나타나는 경우에 (p≤ 0.05) 각각의 3반복 실험에 의한 평균값은 Duncan’s multiple range test를 통하여 분리되었다.

III. 결과 및 고찰

양상추에 E. coli O157 : H7를 접종한 후 농도를 달리한 ClO2와 상업적 염소소독제로 처리 한 후의 결과는 Table 1과 같다. 양상추에 E. coli O157 : H7을 접종한 직후 균수 는 5.54 log CFU/g이었으며 이 양은 대조군인 물을 10분 동안 처리했을 때에 5.10 log CFU/g수준으로 나타나 유의 적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.05). 하지만 그 외의 다 른 처리(상업적 염소소독제, ClO2)를 한 경우에는 모두 유 의적인 감소가 관찰되었다(p ≤ 0.05). E. coli O157 : H7에 대한 저해수준은 상업적 염소소독제와 50 ppm ClO2보다 100 ppm ClO2와 200 ppm ClO2에서 더 높은 수준으로 감 소를 보였고, 특히 200 ppm ClO2으로 10분 동안 처리했을 때 2.28 log 감소로 가장 높은 저해를 나타내었다. 100 ppm 상업적 염소소독제로 10분 동안 처리했을 때 0.88 log 감소를 보인 반면 100 ppm ClO2의 처리에서는 10분 처리 에서 1.81 log 감소를 보여, 동일한 농도에서의 E. coli O157 : H7에 대한 저해효과는 상업적 염소소독제보다 ClO2가 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 모든 처리 구간에서 같은 농도에 대하여 처리시간은 유의적인 차이가 없었으나(p >

0.05) 처리 농도에서는 유의적인 차이를 나타내(p≤ 0.05) 처리시간에 비해 처리농도의 차이에 대한 E. coli O157 : H7의 저해효과의 차이가 큼을 알 수 있었다.

양상추에 L. monocytogenes를 접종한 후 농도를 달리한 ClO2와 상업적 염소소독제로 처리 한 후의 결과는 Table

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Table 1. Populations of E. coli O157 : H7 inoculated in lettuce treating different sanitizer following treatment time(Log10 CFU/g) Culture

medium

Time (min)

Treatments

Water 100 ppm Chlorine 50 ppm ClO2 100 ppm ClO2 200 ppm ClO2

SMAC

0 5.54±0.35Â 5.54±0.35Â 5.54±0.35Â 5.54±0.35Â 5.54±0.35Â

1 4.91±0.06^B1)a2) 4.58±0.53^Bab 4.56±0.34^Bab 4.04±0.43^Bb 3.99±0.48^Bb 5 5.14±0.22^ABa 4.55±0.47^Bab 4.29±0.18^Bb 3.99±0.44^Bb 3.79±0.71^Bb 10 5.10±0.13^ABa 4.65±0.33^Bab 4.10±0.29^Bbc 3.73±0.50^Bc 3.25±0.77^Bc

SPRAB

0 5.92±0.37Â 5.92±0.37Â 5.92±0.37Â 5.92±0.37Â 5.92±0.37Â

1 4.65±0.91^Aa 5.17±0.31^Ba 4.78±0.14^Ba 4.37±0.64^Ba 4.22±0.56^Ba

5 4.76±0.80^Aa 5.03±0.38^Ba 4.83±0.42^Ba 4.41±0.57^Ba 3.99±0.48^Ba

10 4.89±0.71^Aa 5.17±0.18^Ba 4.77±0.55^Ba 4.25±0.72^Bab 3.43±0.63^Bb

1)Means with the same letter within a column are not significantly different(p>0.05).

2)Means with the same letter within a row are not significantly different(p>0.05).

Table 2. Populations of L. monocytogenes inoculated in lettuce treating different sanitizer following treatment time(Log10 CFU/g) Culture

medium

Time (min)

Treatments

OAB

0 4.78±0.41Â 4.78±0.41Â 4.78±0.41Â 4.78±0.41Â 4.78±0.41Â

1 4.68±0.68Â1)a2) 4.23±0.39ÂBa 4.16±0.46Âa 3.98±0.53ÂBa 3.59±0.33ÂBa 5 4.68±0.66Âa 4.02±0.51ÂBab 4.24±0.67Âab 3.84±0.53^Bab 3.28±0.47^Bb 10 4.71±0.58Âa 3.92±0.87^Bbc 4.20±0.61Âab 3.60±0.55^Bbc 2.83±0.21^Bc

OV-OAB

0 5.10±0.54Â 5.10±0.54Â 5.10±0.54Â 5.10±0.54Â 5.10±0.54Â

1 4.83±0.74Âab 4.99±0.67Âa 4.45±0.60Âab 4.14±0.59^Bb 3.74±0.41^Bb 5 4.93±0.43Âa 4.97±0.66Âab 4.41±0.70Âbc 4.00±0.54^Bc 3.46±0.39^BCc 10 4.82±0.59Âab 4.84±0.78Âa 4.33±0.59Âbc 3.81±0.58^Bcd 2.86±0.26^Cd

2와 같다. 양상추에 처리 전의 초기 L. monocytogenes수 는 4.78 log CFU/g이었으며 E. coli O157 : H7의 결과와 마찬가지로 물 처리에서는 유의적인 차이를 나타내지 않 았다(p > 0.05). 그러나 E. coli O157 : H7과는 달리 100 ppm 상업적 염소소독제로 처리했을 때는 10분 동안 처리시에 만 유의적인 감소를 나타내었고(p ≤ 0.05) 그 외 1분 혹은 5분 동안 처리 시에는 유의적인 차이가 나타나지 않았다 (p > 0.05), 또한 50 ppm ClO2에서는 10분 처리에서도 유 의적인 차이를 나타내지 않았으며(p > 0.05). 반면 100 ppm ClO2로 10분 혹은 200 ppm ClO2로 5분, 10분 처리했을 때 유의적인 차이가 나타났다(p ≤0.05). 특히 200 ppm ClO2

으로 10분 동안 처리 시에 1.95 log 수준의 감소를 보여 가 장 큰 살균소독효과를 나타내었다. 이에 L. monocytogenes 의 저해에 있어서 ClO2가 상업적 염소소독제에 비하여 살 균력이 높을 것을 알 수 있었으며 앞선 결과와 마찬가지 로 ClO2처리에서 처리 시간에 비해 처리 농도에 의한 차 이가 더 분명하게 나타났다.

Table 3은 동일한 처리에서의 S. Typhimurium에 대한 결과를 보여주고 있다. 초기 S. Typhimurium의 수는 5.12 log CFU/g이었으며 앞선 두 병원성 미생물의 결과와는 달

리 물을 처리했을 때에도 유의적인 감소를 나타냈다(p ≤ 0.05). 그러나 물을 처리 했을 때의 감소 수준은 1, 5, 10 분에서 각각 0.82, 0.82, 0.97 log로 나타나 모든 감소수 준은 1 log 이하로 나타났다. 그 외 화학적 살균소독제를 처리 했을 때 모든 경우에서 유의적인 감소를 나타냈으며 (p≤ 0.05), 특히 200 ppm ClO2로 5분과 10분 동안 처리 시에 각각 1.48, 1.76 log 수준의 감소를 나타내 가장 높 은 저해를 보였다. 또한 S. Typhimurium에 대해서도 앞선 두 병원성 미생물과 같이 처리 시간에 대한 유의적인 차 이는 관찰되지 않았다(p > 0.05).

본 연구는 상업적 염소소독제와 ClO2의 양상추에 오염 된 세 가지 병원성 미생물에 대한 저해효과를 조사하였다.

세 가지 병원성 미생물에 대하여 동일한 농도의 ClO2는 상업적 염소소독제에 비하여 높은 저해효과를 나타내었다.

몇몇 기존의 연구논문들은 본 연구의 결과와 유사한 결과 를 보여주고 있다. Rolando JG 등(2004)은 E. coli O157 : H7을 접종한 당근에 200 ppm chlorine로 2분 처리한 결 과 0.84 log 감소하였다고 발표하였고, Weissinger WR 등 (2000)은 120 또는 200 ppm free chlorine solution을 양상 추와 토마토에 40초 동안 처리한 결과 Salmonella baildon

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Table 3. Populations of S. Typhimurium inoculated in lettuce treating different sanitizer following treatment time(Log10 CFU/g) Culture

medium

Time (min)

Treatments

XLD

0 5.12±0.31Â 5.12±0.31Â 5.12±0.31Â 5.12±0.31Â 5.12±0.31A

1 4.31±0.36^B1)a2) 4.20±0.31^Ba 4.22±0.21^Ba 3.96±0.34^Ba 3.96±0.21Ba 5 4.31±0.35^Ba 4.22±0.29^Bab 4.17±0.27^Bab 3.97±0.34^Bab 3.65±0.31Bb 10 4.16±0.41^Ba 4.27±0.27^Ba 4.24±0.29^Ba 3.95±0.41^Bab 3.37±0.39Bb

OV-XLD

0 5.51±0.33Â 5.51±0.33Â 5.51±0.33Â 5.51±0.33Â 5.51±0.33A

1 5.19±0.61^Aa 4.79±0.29^Ba 4.87±0.31^Ba 5.00±0.15^ABa 4.62±0.34Ba

5 5.26±0.55Âa 4.56±0.25^Bb 4.86±0.28^Bab 4.95±0.18ÂBab 4.56±0.29Bb 10 5.30±0.37Âa 4.69±0.35^Bab 4.85±0.34^Bab 4.46±0.74^Bab 3.99±0.64Bb

이 1 log 이하로 감소하였다고 발표하여 염소계 소독제 를 약한 살균력에 대하여 보고하고 있다. 몇몇 ClO2의 처리 시의 효과에 대한 선행연구를 살펴보면 Lee SY 등 (2002)은 콩나물을 100 ppm ClO2로 5분 동안 처리 한 결 과 S. Typhimurium이 2.96 log 수준으로 감소함을 관찰하 였고, Marcy AW 등(2000)는 사과를 80 ppm ClO2으로 10 분 동안 처리했을 때 표면에 오염된 E. coli O157 : H7이 3 log 이하 수준으로 감소되어 본 연구와 유사한 수준의 결과를 보고하고 있다. 반면 몇몇 선행연구에서는 본 연 구와 다른 연구 결과를 보여주고 있다. 김혜영(2004)은 배 추에 50～75 ppm chlorine을 5분 동안 처리했을 때 오염 된 대장균군이 1.65 log 수준으로 감소함을 관찰하였고, 문혜경 등(2004)은 검수 시 부추의 대장균군수는 9.3×10² MPN/g, 분변성 대장균군수는 4.3×10² MPN/g였지만 50～

100 ppm chlorine으로 5분 동안 처리한 결과 대장균군수 와 분변성 대장균군수가 검출되지 않아 염소소독이 본 연 구결과 이상의 저해효과를 나타내었다. 하지만 사용된 실 험재료와 미생물에 따라서 결과에 차이가 나타날 수 있 으므로 이는 그로 인한 차이라고 여겨지며 이에 보다 다 양한 조건에서의 연구가 필요함을 알 수 있다. 또한 본 연구결과에서 ClO2의 처리 시 처리 시간에 비해 처리 농 도에 따른 저해효과의 차이가 높게 나타났는데 이는 다 른 연구논문에서도 동일한 결과를 찾아볼 수 있다(Youm HJ 등 2005).

살균소독 처리 후에 형성되는 injured foodborne pathogens 는 uninjured counterparts 만큼이나 잠재적으로 위험하며 (Kang DH와 Fung DYC 1999, Kang DH와 Siragusa GR 1999, Lee SY과 Kang DH 2001, McCarthy SA 등 1990), 몇몇 기존의 연구논문들은 injured foodborne pathogens의 계수를 위한 방법 및 배지개발을 연구하였다. Rhee MS 등 (2003)은 ground beef patties의 조리 전에 형성된 injured cell은 0.05 log로 SMAC배지와 SPRAB배지는 유의적으 로 차이가 없었으나, 71.1℃에서 한번 또는 여러 번 뒤집

으면서 조리한 결과 injured cell이 각각 0.82, 1.07 log 수 준으로 나타나 유의적인 차이를 보여 SPRAB배지는 in- jured E. coli O157 : H7의 계수를 위한 recovery medium으 로 적당함을 확인하였다. 또한 Lee SY과 Kang DH(2001) 은 chemically injured L. monocytogenes, S. Typhimurium의 형성을 조사하기 위해 chemical sanitizer 처리 후에 selective over-lay(OV) medium 방법을 이용하였다. 따라서 본 연구에서도 injured cell의 형성을 조사하기 위해 세 가지 병원성 미생물이 접종된 양상추에 화학적 살균소독제로 1, 5, 10분 처리 후 SPRAB배지와 selective OV medium 방 법을 사용하였고, 그 결과는 Table 1, 2, 3과 같다. 양상추 에 처리 전 초기 injured cell을 포함한 E. coli O157 : H7, L. monocytogenes, S. Typhimurium 수는 각각 5.92, 5.10, 5.51 log CFU/g이었으며, 대조군인 물을 10분 동안 처리 했을 때 각각 4.89, 4.82, 5.30 log CFU/g 수준으로 나타 나 유의적인 차이가 관찰되지 않았다(p > 0.05). 상업적 염 소소독제와 ClO2처리 후 SPRAB, OV-OAB, OV-XLD배 지에서 도출된 수치는 SMAC, OAB, XLD배지에서 도출 된 수치보다 높게 나타나 chemically injured cell이 형성되 었음을 보여주었다. OV-XLD배지의 경우 100 ppm 상업 적 염소소독제로 5분 동안 처리했을 때 유의적인 감소가 나타났으나(p ≤ 0.05) chemically injured cell이 0.33 log 형 성되었으며, 그 외 처리 시간인 1분 혹은 10분 처리 시에 는 유의적인 차이가 나타나지 않았다(p > 0.05). 또한 SPRAB 배지와 OV-OAB 배지에서도 100 ppm 상업적 염소소독 제로 1, 5, 10분 동안 처리했을 때 유의적인 차이가 나타 나지 않았으며(p > 0.05), 각각 병원성 미생물에 대해 상업 적 염소소독제로 처리했을 때 선택배지의 결과와 같이 처 리 시간에 의한 유의적인 차이는 관찰되지 않았다(p > 0.05).

반면 200 ppm ClO2로 처리했을 때는 OV-OAB에서 처리 시간에 대한 유의적인 감소가 나타났고(p≤ 0.05), 특히 10 분 동안 처리 시에 형성된 injured E. coli O157 : H7, injured L. monocytogenes 수는 각각 0.18, 0.03 log 수준으로 모든

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처리 구간 중에서 injured cell을 가장 적게 형성하는 것 으로 나타났다. 또한 OV-XLD배지에서도 200 ppm ClO2

로 5분 혹은 10분 동안 처리했을 때 유의적인 차이가 관 찰되어(p ≤ 0.05) 상업적 염소소독제보다 ClO2로 살균소 독했을 때 잠재적으로 위험한 injured cell을 적게 형성하 면서 병원성 미생물을 제어하는데 효과적임을 알 수 있었 다. Lee SY 등(2002)은 콩나물에 200 ppm NaOCl과 268 ppm chlorous acid으로 10분 동안 처리한 결과 injured L.

monocytogenes는 0.4 log 수준으로 NaOCl보다 chlorous acid 에서 chemically injured cell을 덜 형성됨을 확인하였다.

본 연구에서는 상업적 염소 소독제와 ClO2의 양배추에 오염된 병원성 미생물에 대한 저해 효과를 조사하였다.

조사 결과 ClO2는 상업적 살균소독제 보다 살균력이 높은 것으로 나타났으나 모든 처리 구간에서 2 log 전후의 감 소를 보여 높은 효과를 나타내지는 않는 것으로 관찰되 었다. 따라서 보다 효과가 높은 살균처리 기술의 개발이 절실할 것으로 보인다. ClO2는 액체 혹은 가스 형태로의 살균소독이 가능하며 최근 이러한 ClO2 가스 형태의 살 균소독제 처리에 있어서의 병원성 미생물에 저해에 대한 연구가 발표되었으며 기존의 액체 형태의 ClO2을 이용한 결과보다 높은 저해 효과를 보고하고 있다. Beuchat LR (1998)은 양상추에 액체형태 살균소독제로 처리한 결과 Salmonella가 1 log 이하 수준으로 감소함을 관찰하였고, Zhang S과 Farber JM(1996)는 22℃에서 양상추에 200 ppm chlorine과 5 ppm ClO2로 10분 동안 처리 한 결과 L.

monocytogenes는 각각 1.7, 0.8 log 수준으로 감소함을 보 고한 반면 Han Y 등(2001)은 표면에 상처가 없거나 상처 가 있는 green paper 표면에 병원성 미생물을 접종한 뒤 ClO2를 액체 혹은 가스 형태로 처리했을 때 액체형태의 3 ppm ClO2는 각각 3.7, 0.4 log 수준의 감소를 나타낸 반면 가스 형태의 동일 농도의 ClO2는 각각 6, 3.5 log 감 소를 나타내었다. 특히 대다수의 과일 및 야채에 오염된 병원성 미생물은 주로 액체형태의 살균소독제가 미치지 않은 좁은 공간에 오염되어 있으므로 보다 나은 살균소 독 처리로써 가스 등과 같은 새로운 형태의 기술을 응용 도 고려되어야 할 것으로 사료되며 처리된 재료의 종류 나 미생물의 종류에 따라서 결과가 매우 달라질 수 있으 므로 보다 나은 살균처리 방법을 개발하기 위하여 좀 더 다양한 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.

이선영 등(2007)은 aerosolization 기술은 살균소독제의 처리 시에 액체를 이용한 방법보다 매우 쉽고 적은 양의 액체로 넓은 공간을 처리할 수 있으며 특히 처리가 어려 운 부분까지 손쉽게 처리할 수 있는 미생물 제어방법임을 발표하였다. 이와 같이 ClO2의 병원성 미생물 제어효과는 살균소독제의 형태뿐만 아니라 미생물이 오염되어 있는 물 질 및 미생물의 종류에 따라서 그 연구결과가 달라질 수 있으므로 다양한 조건 및 종류를 달리한 연구가 이루어

져야 할 것으로 사료된다. 또한 본 연구결과로부터 ClO2

처리의 병원성 미생물에 대한 효과는 처리 시간보다 처 리 농도에 높은 저해효과를 보였으므로 응용 시에 이 점 이 고려되어야 할 것으로 사료된다.

IV. 요약 및 결론

ClO2는 미생물 제어를 위한 살균소독처리에 있어 상업 적 염소소독제보다 효과적이므로 식품과 식품가공을 위 한 시설 및 설비 등에 새로운 살균소독처리 방법으로의 이용 가능성이 높다. 따라서 본 연구에서는 ClO2와 국내 에서 유통되고 있는 상업적 염소소독제를 액체형태로 농 도와 시간을 달리하여 처리하였을 때 E. coli O157:H7, L.

monocytogenes, S. Typhimurium에 대한 저해효과를 평가 하였다. 그 결과 상업적 염소소독제보다 ClO2에서 세 가 지의 병원성 미생물에 대하여 유의적인 차이를 관찰하였고 (p≤ 0.05), 특히 200 ppm ClO2로 10분 동안 처리했을 때 E. coli O157 : H7, L. monocytogenes, S. Typhimurium에 대해 각각 2.28, 1.95, 1.76 log 수준의 감소를 보여 가장 높은 살균소독력을 나타냈다. 그러나 같은 처리 농도에 서 처리 시간에 대해서는 특정한 상관관계를 나타내지 않 았다. 잠재적인 위험요소로 알려진 chemically injured cell 수를 측정하였을 때 상업적 염소 소독제에 비해 ClO2의 처리 시 더 적은 양의 injured cell이 생성되는 것이 관찰 되었으며 특히 200 ppm ClO2로 10분 동안 처리했을 때 chemically injured cell이 가장 적게 형성되었다. 이에 액 체형태의 살균소독제를 처리 시 200 ppm ClO2로 5분 이 상 처리 시에 기존의 상업적 살균소독제 처리에 비하여 injured cell의 생성을 막고 세 가지 병원성 미생물에 대 하여 가장 높은 살균효과를 기대할 수 있을 것으로 보인 다. 하지만 ClO2가 기존의 상업적 염소소독제보다 높은 효과를 나타내었더라도 그 살균력에 있어서 매우 크지 않 으므로 가스 등의 새로운 형태나 보다 살균력이 높은 새 로운 살균소독제의 개발이 필요할 것으로 사료된다. 또한 화학적 살균소독제의 효과는 오염되어 있는 미생물의 종 류, 식재료의 종류 등에 따라서 그 결과에 차이가 있을 수 있으므로 보다 다양한 종류의 실험이 지속적으로 이 루어져야 할 것으로 보인다.

V. 감사의 글

이 논문은 2006년도 중앙대학교 학술연구비 지원에 의 한 것입니다.

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2008년 4월 17일 접수; 2008년 7월 8일 심사(수정); 2008년 7월 8일 채택